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産業社会が機能するのは、エネルギーをある形式から別の形式に変換する能力があるためです。急ぎの水に含まれるエネルギー、石炭の燃焼、または太陽光の捕捉、電気に変換されたエネルギーは、化学電池に保存され、他の多くのアプリケーションで放出されます。懐中電灯のスイッチをフリックすると、ボタンからライトのビームへの一連のエネルギー変換に参加します。
熱力学とエネルギー変換
懐中電灯では、エネルギーは電源（通常はバッテリー）から光源（多くの場合白熱電球、場合によってはLED）に移動する必要があります。しかし、エネルギーが変化するたびに、その一部は熱として失われます。これは熱力学の基本原理です。白熱電球を使用している懐中電灯は、電球自体の動作により熱としてほとんどのエネルギーを失います。白熱電球は暖かさを保つのに良い方法ですが、あなたの道を効率的に照らすのにそんなに良い方法ではありません。
バッテリー
電気トーチまたは懐中電灯のボタンを押すと、最初のエネルギー変換はバッテリー自体から行われます。バッテリーは、化学ペーストに金属電極をセットして電気を蓄えます。電極が酸化すると、電子が放出されます。一部のバッテリーでは、このプロセスは一方向です。バッテリーが切れると、使い物になりません。充電式バッテリーを使用できます。エネルギー効率の高いプロセスでそれらに電気を加えることができ、使い捨てアルカリの環境に優しい代替品になります。
電球
白熱電球は、内部に細いワイヤーフィラメントが付いた真空密閉ガラスチャンバーで構成されています。電気がワイヤを通過すると、抵抗によりワイヤが加熱されます。電気から熱へのこの変換は、典型的な懐中電灯の2番目のエネルギー変換です。これはほぼ100％の効率で行われます。電気ラジエーターやコンロのように、ほとんどすべての電気が熱を発生させます。これらは、要素の赤オレンジ色の輝きが示すように、光も生成します。
光と熱
光を生成するには、フィラメントが明るい白に光るまで加熱する必要があります。このプロセスは非常にエネルギー効率が悪いです。電球に加えられた電力の95％が、照明ではなく無駄な熱として失われます。現代の懐中電灯は、白熱電球の代わりに「発光ダイオード」またはLEDを使用する場合があります。 LEDは、素子を加熱する必要なく、直接発光します。これにより、彼らは懐中電灯の最も無駄なエネルギー変換をスキップすることができます。